多孔骨支架材料的力、热、流、电多物理场耦合行为数值分析

此项研究属生物医学和材料学多学科交叉领域研究。通过CT扫描和显微电镜技术获得自然多孔材料微观孔拓扑形态，基于分形几何理论建立多孔材料的孔隙率，渗透率等多孔材料孔隙特性数学模型；在此基础上，研究可控多孔微球材料的微观和宏观结构，通过Darcy渗流理论建立多孔材料多场耦合控制方程；通过Gibbs能量泛函，建立多孔材料热、电、力、流多场耦合本构关系和等效弹性模量泛函方程；并推导多孔材料多物理场广义本构方程、初始条件和边界条件方程。利用数值分析软件COMSOL进行理论计算，并与已有实验数据进行对比研究，探索多孔材料在多场耦合作用下力、热、流、电的综合影响关系模型，建立其宏观和微观之间的数学关系模型。. 本项目根据未来多孔材料的应用需求，探索其在多场耦合下的机械设计理论和数值分析方法。